Струм, електричний струм у вакуумі
Електричний струм - впорядкований рух електрозарядов. Його можна отримати, наприклад, в провіднику, який з`єднує заряджене і незаряджена тіло. Однак цей струм припиниться, як тільки різниця потенціалів цих тіл стане нульовий. Впорядкований рух зарядів (електричний ток) буде існувати також в провіднику, що сполучає пластини зарядженого конденсатора. У цьому випадку струм супроводжується нейтралізацією зарядів, що знаходяться на пластинах конденсатора, і триває, поки різниця потенціалів пластин конденсатора не буде нульовий.
Ці приклади показують, що електричний струм в провіднику виникає лише при наявності на кінцях провідника різних потенціалів, т. Е. Тоді, коли в ньому є електричне поле.
Але в розглянутих прикладах струм не може бути тривалим, тому що в процесі переміщення зарядів потенціали тел швидко вирівнюються і електричне поле в провіднику зникає.
Отже, для одержання струму необхідно підтримувати на кінцях провідника різні потенціали. Для цього можна переносити заряди з одного тіла на інше назад по іншому провіднику, утворюючи для цього замкнуту ланцюг. Однак під дією сил цього ж електричного поля таке перенесення зарядів неможливий, оскільки потенціал другого тіла менше потенціалу першого. Тому перенесення можливий тільки силами неелектричного походження. Наявність таких сил забезпечує джерело струму, що включається в ланцюг.
Сили, що діють в джерелі струму, переносять заряд від тіла з меншим потенціалом до тіла з великим потенціалом і роблять при цьому роботу. Отже, джерело струму повинен володіти енергією.
Джерелами струму є електричні машини, гальванічні елементи, акумулятори, генератори і т. д.
Отже, основні умови виникнення електричного струму: наявність джерела струму і замкнутої ланцюга.
Проходження струму в ланцюзі супроводжується рядом легконаблюдаемих явищ. Так, наприклад, в деяких рідинах при проходженні по них струму спостерігається виділення речовини на електродах, опущених в рідину. Струм в газах часто супроводжується світінням газів і т. Д. Електричний струм у газах і вакуумі вивчав видатний французький фізик і математик - Андре Марі Ампер, завдяки якому ми тепер знаємо природу таких явищ.
Як відомо, вакуум - найкращий ізолятор, т. Е. Простір, з якого викачане повітря.
Але можна отримати електричний струм у вакуумі, для чого необхідно внести в нього носії зарядів.
Візьмемо посудину, з якої відкачано повітря. У цю посудину впаяні дві металеві пластини - два електроди. Один з них A (анод) з`єднаємо з позитивним джерелом струму, інший K (катода) - з негативним. Напруга між катодом і анодом досить прикласти 80 - 100 В.
Включимо в ланцюг чутливий міліамперметр. Прилад не показує ніякого струму- це вказує на те, що електричний струм у вакуумі не існує.
Видозмінимо досвід. В якості катода впаяли в посудину дротик - нитка, з виведеними назовні кінцями. Ця нитка раніше залишиться катодом. За допомогою іншого джерела струму напруженню її. Ми помітимо, що, як тільки нитка розжарюється, прилад, включений в ланцюг, показує електричний струм у вакуумі, і тим більший, чим сильніше розжарена нитка. Значить, нитка при нагріванні забезпечує наявність у вакуумі заряджених частинок, вона є їхнім джерелом.
Як заряджені ці частинки? Відповідь на це питання може дати досвід. Змінимо полюси у впаяних в посудину електродів - нитка зробимо анодом, а протилежний полюс - катодом. І хоча нитка напружена і посилає заряджені частинки в вакуум, струму немає.
З цього випливає, що ці частки заряджені негативно, тому що вони відштовхуються від електроду А, коли він заряджений негативно.
Що являють собою ці частинки?
Згідно електронної теорії, вільні електрони в металі знаходяться в хаотичному русі. При напруженні нитки цей рух посилюється. При цьому деякі електрони, набуваючи енергію, якої достатньо для здійснення виходу, вилітають з нитки, утворюючи біля неї «електронне хмарина». Коли між ниткою і анодом утворюється електричне поле, то електрони летять до електрода А, якщо він приєднаний до позитивного полюса батареї, і відштовхуються назад до нитки, якщо він приєднаний до негативного полюса, т. Е. Має заряд, однойменний з електронами.
Отже, електричний струм у вакуумі - це спрямований потік електронів.
Що таке електрорушійна сила У даній роботі ми поговоримо про те, що ж таке електрорушійна сила джерела струму і яка її взаємозв'язок з іншими параметрами електричного кола. Відразу відзначимо, незважаючи на те, що в повсякденному житті ми все успішно використовуємо електричні…
Що таке індукційний струм Говорячи про те, що ж таке індукційний струм, не можна не згадати експеримент великого фізика свого часу - Майкла Фарадея. Адже частково саме завдяки його роботам ми всі зараз можемо користуватися таким благом цивілізації, як електроенергія. Тоді, в…
Магнітне поле струму Вивчення різноманітних магнітних явищ показало, що всюди, де є електричний струм, тобто електричні заряди, що знаходяться в русі, там є і магнітне поле струму.Внаслідок того, що магнітне поле утворюється навколо провідника, коли в останньому…
Електропровідність металів як вона є Нікого сьогодні не дивує, що, доторкнувшись до клавіші вимикача, ми бачимо загоревшуюся лампочку. Найчастіше ми навіть не замислюємося, що всі подібні дії засновані на цілій серії фізичних явищ. Одне їх таких вкрай цікавих явищ - електропровідність…
Напруга струму - важливе поняття електротехніки Електрика - найбільш використовуваний людиною вид енергії. Без перебільшення можна сказати, що визначення електричного струму як упорядкованого руху електронів добре відомо ще зі шкільного підручника фізики. Але от що таке напруга струму і яким…
Реактивний опір - що це? Людина вже давно застосовує для своїх потреб електричну, хімічну, атомну енергію. Для технічного опису будь-який з них є набір понять, що дозволяють характеризувати їх суть. Наприклад, такі ознаки, як потужність, напруженість, щільність та ін.,…
Постійний струм в житті людини Термін «постійний струм» має кілька видів визначень, і кожне з них заслуговує на особливу увагу. Найчастіше даним поняттям називають електричний струм, що має незмінні від часу властивості, напрями і параметри. Існування постійного струму можливо…
Що означає термін 'сила струму' Без розуміння, що таке сила струму, вивчення пов'язаного з електрикою розділу фізики неможливо. Поняття про струмі є основою, на якій, наче будинок на надійному фундаменті, шикуються подальші розрахунки електроланок і наводяться нові і нові…
Електричний струм в рідинах: його походження, кількісні та якісні характеристики Практично кожній людині відомо визначення електричного струму як спрямований рух заряджених частинок. Однак вся справа в тому, що походження і рух його в різних середовищах досить сильно відрізняється один від одного. Зокрема, електричний струм в…
Електричний струм у різних середовищах Одне з найважливіших визначень фізики свідчить, що електричний струм - це будь впорядкований рух частинок, що мають будь-якої заряд. З цього можна зробити висновок, що для того, щоб електричний струм з'явився, необхідна наявність в металі, рідини…
Що таке електричний струм: спрямований рух Всі знають на досвіді, що таке електричний струм, але далеко не всі розуміють фізичну природу цього явища, особливо якщо під час шкільного курсу фізики цим не зацікавилися. А для багатьох школярів підручники фізики здаються невиразно написаними.…
Джерела живлення змінного струму. Постійний і змінний струм Будь-яка людина, що вибрала роботу з електротехнікою своєю професією, повинен дуже добре розбиратися в тому, які бувають джерела електроживлення, які їхні особливості і відмінності. Насправді нічого складного немає, що ми і покажемо в цій…
Що таке ЕРС джерела струму? Якщо замкнути між собою полюса зарядженого конденсатора, то під впливом електростатичного поля, накопиченого між його обкладками, у зовнішній ланцюга конденсатора в напрямку від позитивного полюса до негативного починається рух носіїв заряду -…